[发明专利]利用溶胶‑凝胶法制备核壳型碳纳米管高介电填料的方法

摘要

利用溶胶‑凝胶法制备核壳型碳纳米管高介电填料的方法属于复合材料制备领域。通过溶胶‑凝胶烧结的方法制备这种填料，主要利用硝酸锶和钛酸四丁酯在无水乙醇体系中形成溶胶‑凝胶体系溶液，再加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和酸化碳纳米管，使胶体粒子在多壁碳纳米管表面形成溶胶‑凝胶层，表面活性剂与碳纳米管表面形成共轭作用来降低碳纳米管表面能，从而增加离子在多壁碳纳米管的吸附。经抽滤干燥后在氮气气氛下进行高温煅烧处理得到最终产物。本方法通过控制表面活性剂的用量，最终得到一系列不同形貌的核壳型多壁碳纳米管高介电填料，工艺条件简单，实验周期短，是制备核壳型碳纳米管高介电填料的有效途径，具有非常优良的开发及应用前景。

主权项

利用溶胶‑凝胶法制备核壳型碳纳米管高介电填料的方法，其特征在于具体步骤是：1)将2.815g硝酸锶溶于25毫升的去离子水中，在40℃下搅拌10min使其充分溶解，记作溶液A；2)将4.526g的钛酸四丁酯添加到40毫升的无水乙醇中，在40℃下搅拌15min使其充分溶解，记作溶液B；3)将步骤1)中的溶液A逐滴滴加到步骤2)中的溶液B中，待混合均匀后使用冰醋酸调节pH值，使pH＝4‑6得到混合溶液；4)将步骤3)中得到的混合溶液在40℃下加搅拌充分反应1h，再将0.1g酸化多壁碳纳米管和表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到上述混合溶液中，其中十二烷基苯磺酸钠质量是酸化多壁碳纳米管质量的0.5‑10倍；；将混合溶液超声分散1h，在40℃水浴条件下继续搅拌3h使混合溶液充分溶胶化；；5)反应停止后，抽滤获得具有钛酸锶前躯体溶胶层的多壁碳纳米管粉末，真空干燥去除溶剂；6)将干燥后的粉末在氮气气氛下进行煅烧处理，得到最终产物，记作STO‑MWCNTs。